Hyperlynx使用方法整理

一、 从PCB中生成.HYP文件。

在菜单栏点击tools，在下拉菜单中点击BoardSim，更加需要对界面调整如下图，

Unrouted选项：设置不走线的平面，因为电源层走线不设置？不明白？ Plane areas and copper pours：两个选项导出的文件没有发现不一样？

二、 在BoardSim中编辑叠层和线宽

当BoardSim调入一块板子的时候，它会自动检查。HYP文件中关于叠层的数据， 如果存在叠层记录，BoardSim 就会据此建立一个叠层设置方案。 如果有错误或不完整，BoardSim 会运行Stackup Wizard来修正叠层设置。简单介绍BoardSim会怎样来修正叠层：

1. 如果根本就没有任何叠层信息，Stackup Wizard会做如下处理：

根据所有的走线用到的层来建立信号层并命名。 在信号层间插入电介质层 将信号层的厚度设为默认值

将介质层的厚度和电介质常数设为默认值 提醒你目前仍然没有平面层

2。 如果没有平面层，Stackup Wizard会报告错误，但是不会自动添加平面层，需要手动

添加平面层。如果至少存在一个平面层，但有丢失的平面层，Wizard不会显示错误。 3。 如果缺少介质层，Stackup Wizard会报告这一情况，同时会自动在信号层间添加介质

层，介质层厚度和电介质参数采用默认值。

4。 如果有厚度为零的层，Stacku Wizard 会自动改变这层的厚度为默认值。

如下图在setup中或是点图标编辑叠层。根据板厂的叠层信息设置下图中的各个项目。

三、 编辑默认的标识映射规则

在菜单Opt ions中选择Reference Designa tor Mapping ，出现编辑标识映射 窗口，在M appings 区域中对默认的映射规则进行了列表，从中选中要改变的映射。

1. 在Edit/ add s elected mapping 区域，选择不同的器件类型，然后点击Add/Apply 按

钮，Mappings区域的列表中就进行了改变。

2. 如果你希望添加新的映射规则，在 R ef。prefix 区域中写入新的前缀名称，并选择器

件类型，然后通过点击Add/Apply 按钮来添加新的映射规则。

3. 删除映射规则，只需在 Mappings区域选中想删除的映射，点击Delete按钮即可。 4. 点击Defaults按钮，可以让定义恢复原来的默认设置。 定义好的标识映射规则做为全

局设置保存，调入的任何电路板都会应用这一规则。 BoardSim 会在调入。HYP 文件的时候检查里面的器件，所以，如果你是调入了电路板之后对标识映射规则做了改变，就必须重新调入电路板，使前面做的改变生效。更好的方法是在调入电路板之前就编辑标识映射规则。

5. 将一个标识前缀映射给多种类型器件 BoardSim 给每种器件映射一个标识前缀。如果你的电路板上必须将一个前缀映射给多个类型的器件，你需要在调入。HYP 文件之前进行编辑。 假设你的板子用“U”映射 IC，然而有两个实际上应该是电阻 R 类型的排阻也被表示为 U1 和 U20，你可以按照下面的步骤进行操作：

1. 先在菜单Options 中选择Reference Designator Mapping， 编辑前缀“U”的映射 2. 用 Hyperlynx 文件编辑器打开板子的。HYP 文件，在文件顶部搜寻关键字“DEVICES”，

接着在 DEVICES 这一项中搜寻 U1。

3. 可以找到(? REF=U1… 这样一行，将其改为(R REF=U1… 。 4. 继续搜寻 U20 并做同样的修改。

5. 保存文件并退出。 这样，U1 和 U20 便被映射为 R，而其余以 U 为前缀的器件保

持不变。

四、 设置电源网络

1. 为什么要设置电源网络

为了适当的进行仿真，BoardSim 必须区分出两种网络：信号，电源。信号网络要进行仿真，电源网络则作为直流电源处理。在第一次调入电路板后，仿真之前定要观察和修改电源网络，这是因为有时 BoardSim 不能完全成功地判断出电网络，这时就需要人工设置和修改。

2. BoardSim 如何确认电源网络

BoardSim 会在你调入电路板的时候试图定义电源网络并对它们赋值，定义时 3. 会通过三种方法来确定是否电源网络： a. 通过名称确定

有些名称的网络会自动被认定为电源网络并赋以电压值。如PWR，VCC，VDD，POWER 会定义为供电电压 5V 的电源网络；而 GND，GROUND，GRND和 VSS 会定义为 0V 的电源网络。 有的网络名称中有数字或?V?等关键字，也被自动认为是电源网络并赋值。如 +12V，v+12，-12，12V，12 均被定义为电源网络。 b. 计算连接到网络上电容的数量

BoardSim 认为大多数的电源网络都会连接到很多的电容上。所以，BoardSim 默认连接了三个以上电容的网络为电源网络。你也可以在菜单Options 的Preference下选择BoardSim标签，在Net Handling 区域来改变这一默认的电容数量，但 BoardSim 推荐用户不要修改此项设定。

c. 计算金属?段?的数量

BoardSim 认为连接了超过 20000 数量的金属?段?的网络为电源网络。你可以在菜单Options 的Preference 下选择 Advanced 标签，在Segment threshold for auto power-supply ID 区域改变折椅默认设置，通常不推荐修改此项设定。 4. 设置电源网络

在菜单Edit中选择 Power Supplies ，出现 如下图对话框。在select supply nets中选择电源网络，在edit supply voltage中设置电源的电压值。

五、 观察电路板并选择要仿真的网络

1. 查看调入的 PCB 板

当调入一个PCB 板之后，可以看到的有： 板子的外框(board outline)；元件的外框(component outlines)；元件的标号(component reference designator)；元件管脚(component pins)。 如果.HYP文件没有错误，PCB板的外框会显示出来，如果不是这样，BoardSim会自动画出一个足以将全部元件盛下的矩形外框，做为板的外形。元件的外形和标号都由丝印层而来，它的大小，位置是由丝印层确定的。 元器件的标号是否显示可以控制。在菜单 View 中选择Options，出现 View Options 窗口。在 Show reference designator for区域中，在相应的器件类型前选择检查框off ，即可在 BoardSim中不显示相应类型元器件的标号。 BoardSim允许对PCB 进行翻转观察。在菜单View中选择 Flip Board ，若选 Right为左右翻转，选Down为上下翻转。

2. 关联网络

当BoardSim 仿真一个网络时，它不仅仅只考虑这个网络本身，还要考虑那些通过无源器件或差分管脚对与之相连的网络。例如，要求仿真 NET1，但 BoardSim发现它通过两个串联电阻连到了NET2，BoardSim 就会将这两条网络一起仿真。如果NET1上有一个驱动IC，那么或许所有的接受端 IC都在NET2上。另一方面，如果NET2是一个电源网络，那么BoardSim就不会将NET2和NET1一起仿真了。

BoardSim 默认的网络显示方法是包含关联网络的， 同样仿真也是如此。 如果NET1 通过一个电阻与 NET2 相连，那么不管你选择了NET1 还是 NET2，它们都将一起显示，仿真。 如果你不想观察关联网络，那么可以在图6 中的Show nets 区域将 Associated Nets关闭。如果关联网络已经显示了，进行此操作后也将消失。 3. 选择要仿真的网络

除了电源网络外的网络都能够被选择，并对其进行仿真。可以有以下两种方法选择一个网络：

a. 通过信号名选择网络。在菜单 Select中选择 Net by Name或直接点击

，出现S elect N et by Name窗口。在此窗口中可以由网络的信号

名来选择要观察仿真的网络。在网络的长度信息中不包括关联网络的长度。电源网络前有

图形做为标记。在 Sort nets by区域中可以选择采用何种规

则来对列表中的网络进行排序。

b.

通过标识名选择网络。 在菜单Select 中选择 Net by Reference Designator，出现Select Net by Reference Designator 窗口。在左边的 Reference Designator 区域中选择需要仿真的网络所连接的元器件，在右边的Pin names 区域中出现此元器件的管脚列表。选中待仿真网络所连接的Pin 即选中了网络。

4. 使要观察的网络高亮

选择网络只能选中一条网络，但如果要同时观察好几条网络而不需对其进行仿真，则可以使用让网络高亮的方法。 在菜单View中选择Highlight Net ，则出现 Highlight Net 窗口。此窗口与Select Net by Name窗口类似。在网络列表区域中，列出了所有

的网络，其中网络名称前有符号

的表示是已经高亮的网络。选中需要高亮的网

络，点击Apply ，出现Select Net Highlight Color窗口，在此可编辑网络显示的颜色。 要删除已经高亮的网络，在Select Net Highlight Color 窗口中点击Remove Net Highlight 。要删除已经高亮的网络，在Select Net Highlight Color 窗口中点击Remove Net Highlight 即可。

六、 给IC元件选择模型

选中了要仿真的网络后， 在菜单 Select 中选择 Component Models/Values 或直

接点击 ， 出现Assign Models 对话框。

在Pins的区域中列出了选中网络及其相关网络上所有的IC元件和无源器件。如上图， U1.E20表示是器件 U1 的E20管脚， U5.D2 表示器件U5的D2管脚， 而每个无源器件在Pins区域中只列出一个管脚， IC元件前的

表示还没有加载模型。

双击要加载模型的管脚， 在Select IC Model 窗口中选择适当的模型。

七、 单个信号波形

在菜单中选择如下图菜单，或是直接点击

进行单个信号仿真。

如下图D30在CUP端，电阻端，和DDR3的波形。

八、 信号线眼图

在simulate SI的菜单中选择run fasteye channel analysis选项，或是点击号线的眼图，如下图。

，显示信

查看几个完整眼图的方法如下图

九、 用LineSim 进行仿真工作的基本方法

使用LineSim 仿真信号完整性原理图的基本步骤：

1. 运行 HyperLynx 软件，在菜单File中选择 New LineSim File。 2. 激活原本为暗色的各段传输线。输入传输线的电学和几何特性。 3. 激活驱动端和接受端的 IC元件，并为IC元件选择仿真模型。 4. 激活无源器件并输入具体数值。 5. 打开示波器窗口。

6. 为即将进行的仿真设置参数。

7. 运行仿真，允许LineSim 自动设置探针。 8. 观察仿真结果并测量时序和电压。 9. 将仿真结果输出到文档。

十、 建立一个新的信号完整性原理图

在运行了HyperLynx 软件后我们有两种方法来建立一个新的原理图：

1. 选择新建原理图按钮

2. 在菜单 File中选择 New LineSim File

3. 激活传输线线段 进行完上一步后，生成一个新的原理图。如上图，可以看到原理图是由很多传输线线段，

IC 器件(驱动端，接收端)以及无源器件混合组成的矩阵结构。当用鼠标左键选中任何一个元件后，所选的部分就会被激活，它将变成黑色，这说明已经将这个元件添加到了原理图中。 a. 将鼠标移到将要添加的传输线上，传输线上会出现红色的边框 。

b. 如果单击左键将添加这段传输线到的原理图中。

c. 如果双击左键，传输线被变成了直线，它不具有任何物理特性， 仅仅表示 连接关系。

d. 如果三次点击左键，那么恢复为进行操作前的状况。没有向原理图中添 加任何元件。

4. a. b. c.

输入传输线的具体特性参数

用鼠标右键单击传输线线段，就会跳出 Edit Transmission Line 的对话框 在 Transmission-Line Type 页面中，选择所需要模拟的传输线类型。 在 Value 页面中，输入传输线的具体参数。例如假设在上一步选择的类型是 Simple ，那么直接在 Transmission-Line Type 选项中输入具体数值。

d. 左键单击确定。 这样，这段传输线的参数便输入了原理图中，可以在原理图中的相应

位置看到阻抗，延时，线长等的数据。

5. 激活I C 元件(驱动端和接受端)

与激活传输线的步骤相似，用鼠标左键单击就能够将IC元件激活，不过不同的是双击鼠标键就会恢复到未激活的状态。 被激活的元件变成黑色，但由于未对其进行定义，所以名称处为问号。

6. 为IC选择仿真模型

a. 用鼠标指向 IC元件并用右键点击，出现 Assign Models对话框

b. 在 pins区域中双击相应的管脚，出现 Select IC Model 对话框

c. 选择相应的模型，并单击 OK。

d. 4． 在Buffer Set tings区域， 根据需要将 buffer 的状态设为output 或input。 e. 5． 如果所编辑的 IC元件是驱动端， 检查Vcc/Vss 的值是否正确。 f. 6． 单击关闭按钮，结束设置。 7. 无源器件仿真模型

单击左键，选择无源器件的类型，如下图。

例如电阻，单击右键出现参数设置对话框，可以修改数值和等效参数。

例如磁珠，选择不同的类型，可以看到频率曲线和等效参数。

8. 在菜单中选择如下图菜单，或是直接点击进行单个信号仿真。

观察到仿真结果如下图。可以修改电阻值和走线的层等参数观察对信号波形的影响。

十一、 串扰仿真

1. 在菜单中选择如下图菜单，或是直接点击进行串扰仿真。

看到D30产生串扰的数据线。

在菜单中选择如下图菜单，或是直接点击

进行单个信号仿真。

如下图，选择对应的pin观察串扰。

2. 如下图菜单选项将串扰导出到LineSim中模型分析。

导出的到LineSim中如下图，

点击产生串扰的走线，弹出如下对话框，在transmission-line type窗口可以观察到走线的L，C，Z0。

在edit coupling regions 窗口可以看到走线串扰线段的长度等信息

窗口field solver 中看到走线在PCB中的磁场图。

修改电阻值等参数观察串扰波形的变化。

十二、 用Board Wizard进行快速整板分析

1. 让电路板向导运行快速分析的步骤： a. 点击运行电路板向导按钮

或从Wizards 菜单中选择 Board Wizard，出现Board

Wizard(Batch Mode)对话框。

b. 在Quick analysis 区域中，选中你希望包含在报告中的选项。点击 下一步 按钮。 c. 在向导窗口接下来的几页中，进行详细的设置。设置页面的多少取决于上一步选中了哪

些选项。 继续点击 下一步 按钮。

d. 当你到达Batch-Mode Analysis 页面后，点击Finish，电路板向导就开始运行分析。如果

板子很大，可能需要较长的时间。

e. 当分析完成后，分析结果报告会自动在HyperLynx Report File Viewer中显示出来。

2. 快速分析的内容： 信号完整性问题。选中

将运行终端向导来分析相关的信号完整性问题， 例如太长的走线， 太长的终端连线等。 终端匹配建议。选中

将调用终端向导，为太长的网络提出添加匹配负载的建议，或为已经存在的终端匹配负载建议适当的数值。 元件变更和新元件。选中

过的电阻和电容值。与此类似，选中快速添加的终端负载。 叠层。选中 金属互连。选中

会列出目前的叠层方案，并记录以前对叠层所作的修改。

后会对板子上

，将会列出整块板子上所有手动编辑

将列出所有

所有的金属连线列表显示，包括总的延时，最小阻抗，最大阻抗，平均阻抗，电感，电容和电阻。这个文件很大，一般不要选中这一选项。 计算。选中

后会列出板子上每个网络的统计数

字，例如元件数量，线段数量等。通常也不要选中这一选项。

3. 在Detailed Simulatio ns区域中， 如果对任何网络进行信号完整性仿真， 选中

点击下一步，如下图的对

话框，点击SI nets spreadsheet选择要仿真的网络。

修改这些限制数值在上图的电子数据表格里，如果某一列的数值都是一样的，则修改的办法是：首先选中列的表头，然后点击右键，在弹出的对话框中进行设置，如下图。如果只希望对某个单元的值进行设定，则只需直接在相应的数据栏中直接进行修改。

设置IC model的参数

4. 详细仿真后产生的报告文件被存为。RPT文件，文件名可以在进行仿真前设定。与此同

时，还生成一个。CSV格式的文件，它包含了。RPT文件中有关违背信号完整性的数据内容，可以用Excel 等基于Windows 的软件打开进行编辑。 另外，Board Wizard 能够计算被仿真网络的时延，并输出为一个概括了所有管脚到管脚延时信息的。SDF (Standard Delay Format)文件，这一文件可以被其它EDA 软件调用，例如Verilog 或VHDL的时序仿真器。

十三、 DDR仿真

1. 在菜单中选择如下图选项，或是点击按钮，

弹出DDR仿真界面，

2. 点击下一步，弹出如下图对话框，选择仿真的类型和速率。

3. 下一步添加memory controller和 memory的模型

添加DDR模型

添加完成后下一步弹出如下对话框，memory controller和memory的模型添加成功。

4. 设置需要仿真的选项

5. 把网络映射到相应的属性中，如下图。

点击下一步修改没有对应的网络。

点击下一步弹出如下对话框，网络映射完成。

6. 设置信号的model，如下图所示。

7. 选择controller 和 memory的timing models

8. 设置完成后点击run按钮，如下图，开始仿真。

仿真数据生成 .xls文件，观察DDR的各项差数pass和fail的情况。